CN117556525A - 基于bim模型变更分析模型质量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于BIM模型变更分析模型质量的方法及系统，方法包括：监听施工过程中的BIM模型变更消息；在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。本发明通过对施工过程中BIM模型质量的量化分析，以直观、科学的质量分数结果提高对BIM设计团队的设计质量监控力度，进而减少因设计质量导致的无计划变更。

Description

基于BIM模型变更分析模型质量的方法及系统

技术领域

本发明BIM模型设计领域，具体涉及一种基于BIM模型变更分析模型质量的方法及系统。

背景技术

随着建筑行业使用BIM技术的飞速发展，越来越多的工程项目开始采用BIM模型进行协同设计和施工。BIM模型设计通常由设计院提供，施工方根据设计的BIM模型进行施工计划排程，然而，在实际操作过程中，由于BIM模型设计原因导致的无计划变更时常出现，且由于BIM模型变更可能涉及多个专业领域，在缺少预判或统一规划协调的情况下，可能导致变更周期延长、成本增加，影响工期进度和工程质量。

通常情况下，施工方的多个项目由同一个设计团队提供BIM模型设计，而作为施工方，很难对设计团队的BIM模型设计质量进行监控，只能在出现模型变更时，进行总包计划的重新规划和调整，并且由于模型变更的时间节点、变更工程量等都不确定且难以预判，极易影响整个工程项目的顺利进行。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于BIM模型变更分析模型质量的方法及系统，通过对施工过程中BIM模型质量的量化分析，以直观、科学的质量分数结果提高对BIM设计团队的设计质量监控力度，进而减少因设计质量导致的无计划变更。

根据本发明说明书的一方面，提供一种基于BIM模型变更分析模型质量的方法，包括：

监听施工过程中的BIM模型变更消息；

在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；

在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

上述技术方案在施工过程中，对BIM模型变更消息进行监听，以根据监听到的模型变更消息记录模型变更参数，在当前模型施工结束时，统计所记录的变更参数并结合模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数，实现对施工过程中BIM模型质量的量化分析，便于施工方根据量化分析结果对模型设计方的设计质量进行有效监控，减少因模型设计质量问题导致的BIM模型变更，保证施工计划的顺利进行。

上述技术方案对在先项目施工过程中的BIM模型质量进行量化分析，根据量化分析结果评估BIM设计团队的设计质量，并通过质量分数量化的手段促使设计团队对在后施工项目所使用BIM模型进行更严格的质量控制，进而从施工方角度实现对BIM模型设计质量的有效监控。

作为进一步的技术方案，在得到当前BIM模型的质量分数后，还包括：

在所述质量分数低于预设的质量阈值时，将当前BIM模型出现变更的时间节点反馈给BIM设计团队。

该技术方案在质量分数等于或大于质量阈值时，其模型变更导致的排程计划变化在施工方的可控范围内，对施工方的工程进度、成本及质量上的影响可控，因此可不反馈给BIM设计团队；但在质量分数小于质量阈值时，其模型变更导致的排程计划变化对施工方的工程进度、成本及质量影响较大，因此需要反馈在BIM设计团队，通过科学、客观地量化结果促使设计团队提升设计质量，避免在后续项目中再次出现因设计质量导致的模型变更问题，保障后续项目的顺利进行。

作为进一步的技术方案，所述方法还包括：

构建模型检查表，包括在模型变更的各时间节点上出现变更的构件清单；

将所述模型检查表随时间节点一起反馈给BIM设计团队。

该技术方案在统计模型变更参数时，将变更构件的ID及数量记录在模型检查表里，便于BIM设计团队在后续项目的BIM模型设计时，能够根据变更时间节点对照模型检查表里的构件清单进行逐一检查，避免因设计原因导致的模型变更再次出现于后续项目施工中。

作为进一步的技术方案，所述模型质量计算公式的构建，进一步包括：

确定BIM模型的变更参数及各变更参数在不同取值范围的权重值；

根据各变更参数的取值及取值对应的权重值，计算得到各变更参数对施工排程计划的影响因子；

根据所述影响因子构建模型质量计算公式。

该技术方案根据施工经验或专家库确定模型变更参数，以及每个变更参数在不同取值时对整体施工影响的权重值，这样在施工结束时，就可以根据统计的每次模型变更时的变更参数取值及对应的权重值，计算得到每个变更参数对施工排程计划的影响因子，根据这些影响因子构建的模型质量计算公式，能够科学、客观地量化模型质量，实现对模型质量的量化分析。

作为进一步的技术方案，所述模型质量计算公式如下所示，

其中，f表示质量分数，T表示变更时间影响因子，N表示变更次数影响因子，A表示变更范围影响因子，P表示变更工程量影响因子，F表示施工复杂性影响因子。

上述技术方案中，除施工复杂性影响因子仅根据权重值确定外，其他影响因子均是其实际取值与权重值的乘积累加结果。

作为进一步的技术方案，所述质量分数f的范围为[0,1]。所述质量分数f为[0,1]之间的浮点数，其值越大说明BIM模型对施工影响越大，从而反应BIM模型质量越低。

根据本发明说明书的一方面，提供一种基于BIM模型变更分析模型质量的系统，包括：

变更消息获取模块，用于监听施工过程中的BIM模型变更消息；

变更参数获取模块，用于在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；

质量分数计算模块，用于在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

上述技术方案通过变更消息获取模块实时监听施工过程中的BIM模型变更消息，在监听到模型变更时，通过变更参数获取模块获取并记录变更参数，在施工结束时，通过质量分数计算模块计算当前BIM模型的质量分数，以量化当前BIM模型的质量情况，通过量化的质量分数可以直观得出当前模型的质量并作为证据督促设计团队提升设计质量，进而从施工方角度实现对BIM模型设计质量的有效监控。

作为进一步的技术方案，所述系统还包括存储模块，用于存储预先设置的模型质量计算公式。所述模型质量计算公式提前设置并存储，在施工结束时，通过质量分数计算模块调用来计算模型质量分数。

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于BIM模型变更分析模型质量的方法流程示意图。

图2为根据本发明实施例的BIM模型变更时间节点对施工的影响示意图。

图3为根据本发明实施例的BIM模型变更次数对施工的影响示意图。

图4为根据本发明实施例的BIM模型变更范围对施工的影响示意图。

图5为根据本发明实施例的BIM模型变更工程量对施工的影响示意图。

具体实施方式

BIM模型质量管理在总包管理中具有极其重要的地位，模型质量的好坏直接影响到总包管理中施工排程计划是否能顺利进行，如果模型质量较差，会对总包管理造成较大影响，导致施工进度延迟、成本增加及质量不合格等。而现有技术中，施工方难以对模型设计质量进行监控，只能在模型变更后进行排程计划的重新规划和协调，不能实现模型质量的主动监控。为此，本发明提供一种方法，以建筑信息模型（BIM）为基础，针对模型中的变更进行多维度的数据分析，这些数据维度包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量以及施工复杂性等，为模型的质量反馈和评估提供了全面的视角。

本发明通过对BIM模型变更次数、工程量变更量等相关数据进行精细分析，科学地量化模型质量，进而为模型的持续改进和优化提供有力的反馈。这一过程不仅可以提高BIM模型的可信度和实用性，还能对模型设计方提出更高的要求，促使他们不断提升建模质量和效率。

需要说明的是，项目施工方通常有多个项目陆陆续续地开始施工，大部分情况下这些项目会选用同一BIM设计团队提供的BIM模型，只是各项目开始使用BIM模型的起始时间不同，因此，采用本发明方法的好处在于，可以通过对在先项目施工过程中的BIM模型质量的量化分析，促使设计团队对在后施工项目所使用BIM模型进行更严格的质量控制，使得在后项目的施工过程越来越少受到模型质量导致模型变更的问题，进而从施工方角度实现对BIM模型设计质量的有效监控。

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例介绍一种基于BIM模型变更分析模型质量的方法，该方法通过监听模型变更消息、获取模型变更数据及模型数据分析，实现了BIM模型质量的量化分析。

如图1所示，所述方法包括：

步骤1，监听施工过程中的BIM模型变更消息。

该步骤通过监听模型变更消息，将模型中的任何改动都纳入到系统的分析框架中。这不仅包括对模型结构的修改，也包括对模型中各个参数的调整。

步骤2，在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性。

该步骤采集模型的各项数据，并进行详细且精准的分析。采集的模型数据不仅包括模型的结构数据，如构件的数量和类型，也包括与模型性能相关的数据，如总工程量和变更工程量等。

在实际应用中，发明人通过大量的实践，发现变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性对施工的影响最为明显，因此主要记录这五个变更参数的变化情况，来用于最终模型质量的量化分析。

具体地，在总包管理中，随着施工的逐步推进，BIM模型的变更时间节点t的分布会对施工产生不同的影响。

如图2所示，变更时间节点的分布可以划分为初步设计阶段、深化设计阶段、施工阶段及竣工阶段。

在初步设计阶段阶段，设计团队通常会根据业主的需求和规范进行初步的设计工作，并对BIM模型进行初步的创建和修改。由于初步设计阶段尚未开始施工，因此变更时间节点对施工的影响相对较小。

在深化设计阶段，设计团队会对BIM模型进行进一步的细化和优化，以满足施工的要求。由于深化设计阶段与施工开始前的准备阶段相重合，因此变更时间节点对施工的影响逐渐增加。

在施工阶段，施工团队会根据BIM模型进行实际的施工操作。由于施工阶段的时间跨度较长，且存在多个施工环节和交叉作业的情况，因此变更时间节点对施工的影响逐渐增大。

在竣工阶段，施工已经基本完成，BIM模型已经成为了实际建筑物的数字化表述。由于竣工阶段的工作主要集中在验收和收尾工作上，因此变更时间节点对施工的影响相对较小。

不同阶段对施工的影响不同，因此可以根据变更发生在哪个阶段来设置不同的权重。例如，在初步设计阶段，变更对施工的影响相对较小，可以设置较低的权重；而在施工阶段，变更对施工的影响逐渐增大，可以设置较高的权重。

可选地，变更时间节点的取值范围[0,1]，表示变更在项目施工中的相对时间，划分不同阶段区间范围，定义函数来获取变更的时间节点参数，同时按照阶段确定变更阶段/>。

变更时间权重：dw(date weight)，定义函数，权重值：{'初步设计阶段':0.1, '深化设计阶段': 0.3, '施工阶段': 0.5, 竣工阶段': 0.1}。

在获取到变更时间节点的取值后，可确定该取值对应的变更时间权重，根据所述取值及权重可得变更时间对施工的影响因子：。

具体地，BIM模型变更过程中，如果变更次数过多，可能会导致模型的不稳定和数据的不一致性，这会增加模型的质量风险。频繁的变更可能会导致模型的精度和完整性受到破坏，甚至可能出现数据丢失或模型崩溃的情况，图3记录了模型变更次数n与施工影响关系。

频繁的BIM模型变更，会使得施工计划经常性的调整，也不利于项目的正常施工，因此本发明根据变更次数的大小，来设置权重。

可选地，变更次数的取值范围[0,1]，表示变更的频繁程度，定义频繁变更指标范围，定义函数来获取变更次数，并按照区间指标确定变更程度/>。

变更次数：nw(number weight)，定义函数，权重值：{'少': 0.1, '一般':0.3, '频繁': 0.6}。

在获取到变更次数的取值后，可确定该取值对应的变更次数权重，根据所述取值及权重可得变更次数对施工的影响因子：。

具体地，BIM模型变更范围亦是权衡变更影响大小的参考依据之一。如果变更只涉及一个小部分，那么对施工的影响可能较小；而如果变更涉及整个项目或多个部分，那么对施工的影响就会更大。考虑基于BIM模型构件数量的变更大小来反应变更范围，记录每次BIM模型变更不同构件的变更量，计算方式为当前已变更BIM模型单一构件数量与前一次变更时BIM模型的构件数量差的大小，计算公式为：

①构件数量变更大小：，

②变更范围：。

上述公式①中，为当前BIM模型中的某一构件数量变更大小，/>、/>分别为BIM模型当前变更和前一次变更构件数量的大小。公式②中，/>为当前BIM模型变更范围，/>为不同构件的变更数量之和，从而可以得到构件数量变更大小（或变更范围，取绝对值/>）与施工影响之间的关系，如图4所示。

如果变更只涉及一个小部分，那么对施工的影响可能较小；而如果变更涉及整个项目或多个部分，那么对施工的影响就会更大。因此，可以根据变更的范围来设置不同的权重。

可选地，变更范围的取值范围[0,1]，表示变更涉及的范围大小，定义构件变更数量区间范围，定义函数（/>为构件变更数量）来获取参数值，并确定所属区间范围值/>。

变更范围：rw(range weight)，定义函数，权重值：{'小的调整': 0.2, '大的修改': 0.8}。

在获取到变更范围的取值后，可确定该取值对应的变更范围权重，根据所述取值及权重可得变更范围对施工的影响因子：。

具体地，通过BIM模型可以获取最新的工程总量数据。获取BIM模型的工程量数据是根据BIM模型构件的工程量属性进行获取的。由于不同的构件可能会存在不同的工程量单位，为了方便规则说明，暂时只考虑单一工程量单位数据。每次BIM模型变更时，需要记录变更的工程量，计算方式为当前已变更BIM工程总量与前一次变更时BIM模型的工程总量差的大小，计算公式如下：

，

上述公式中为当前BIM模型的工程变更量，/>为当前变更单一构件的变更数据大小，/>为单一构件所有标准工程量大小。据此可以轻松得到工程变更量（与施工影响之间的关系，如图5所示。

不同的工程量变更大小对施工的影响也不同。例如，一些小的调整可能对施工影响较小，而一些大的修改可能需要更长的时间和更高的成本。因此，可以根据变更的工程量来设置不同的权重。

变更工程量的取值范围[0,1]，表示变更工程量的大小，按工程量定义范围，定义函数（/>为构件变更数量，/>为构件标准工程量大小），并确定区间范围值/>。

变更工程量：pw(property weight)，定义函数，权重值：{'少': 0.0.5, '较少': 0.1，'一版': 0.2, '较多': 0.25，'多': 0.4}。

在获取到变更工程量的取值后，可确定该取值对应的变更工程量权重，根据所述取值及权重可得变更工程量对施工的影响因子：。

如果施工本身就比较复杂，那么任何变更都可能对施工产生较大的影响；而如果施工相对简单，那么变更对施工的影响可能较小。因此，可以根据施工的复杂性来调整权重。

对于施工的复杂性，可根据实际需求设计施工复杂程度区间范围，确定复杂性参数。

施工的复杂性：cw(complex weight)，定义函数，权重值：{'简单': 0.1,'中等': 0.3，'复杂': 0.6}。

在获取到施工复杂程度的取值后，可确定该取值对应的施工复杂程度权重，根据所述取值及权重可得施工复杂程度对施工的影响因子：。

步骤3，在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

模型质量计算公式如下：

，

该公式利用5个不同维度的影响因子的乘积，再求其和指数，得到一个范围[0,1]之间的浮点数，该值越大说明BIM模型对施工影响越大，从而反应BIM模型质量越低。

在一种实施方式中，当得到当前BIM模型的质量分数后，还包括：在所述质量分数低于预设的质量阈值时，将当前BIM模型出现变更的时间节点反馈给BIM设计团队。

在质量分数等于或大于质量阈值时，其模型变更导致的排程计划变化在施工方的可控范围内，对施工方的工程进度、成本及质量上的影响可控，因此可不反馈给BIM设计团队；但在质量分数小于质量阈值时，其模型变更导致的排程计划变化对施工方的工程进度、成本及质量影响较大，因此需要反馈在BIM设计团队，通过科学、客观地量化结果促使设计团队提升设计质量，避免在后续项目中再次出现因设计质量导致的模型变更问题，保障后续项目的顺利进行。

相对于现有BIM模型设计团队只能在设计阶段进行质量把控，难以对模型在实际施工过程中可能出现的变更情况进行监控而言，本实施例提供的方法能够便于根据施工过程中的模型数据变更进行模型优化，进一步提高模型设计质量。

进一步地，在向BIM设计团队反馈时，所述方法还包括：

构建模型检查表，包括在模型变更的各时间节点上出现变更的构件清单；

将所述模型检查表随时间节点一起反馈给BIM设计团队。

在统计模型变更参数时，将变更构件的ID及数量记录在模型检查表里，便于BIM设计团队在后续项目的BIM模型设计时，能够根据变更时间节点对照模型检查表里的构件清单进行逐一检查，避免因设计原因导致的模型变更再次出现于后续项目施工中。

通过前述数据分析，可以更加精准地了解BIM模型在变更过程中的详细情况，包括变更的具体时间、变更的次数、工程量的增减以及变更的频率等信息。结合这些数据设计一种计算BIM模型变更质量的计算公式，量化地反应模型质量的高低，对于评估模型的质量具有重要的参考价值，能够让对模型的质量进行更为准确和全面的评估。通过这些数据分析，还可以更好地了解模型变更的规律和趋势，为项目管理提供更为科学和有效的决策依据。

实施例2

基于与实施例1相同的发明构思，本实施例介绍一种基于BIM模型变更分析模型质量的系统，包括：

变更消息获取模块，用于监听施工过程中的BIM模型变更消息；

变更参数获取模块，用于在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；

质量分数计算模块，用于在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

上述各模块可参照方法实施例来实现，在此不做赘述，尤其要指出的是：

所述系统还包括存储模块，用于存储预先设置的模型质量计算公式。所述模型质量计算公式提前设置并存储，在施工结束时，通过质量分数计算模块调用来计算模型质量分数。

综上实施例，本发明在施工过程中，对BIM模型变更消息进行监听，以根据监听到的模型变更消息记录模型变更参数，在当前模型施工结束时，统计所记录的变更参数并结合模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数，实现对施工过程中BIM模型质量的量化分析，便于施工方根据量化分析结果对模型设计方的设计质量进行有效监控，减少因模型设计质量问题导致的BIM模型变更，保证施工计划的顺利进行。

本发明对在先项目施工过程中的BIM模型质量进行量化分析，根据量化分析结果评估BIM设计团队的设计质量，并通过质量分数量化的手段促使设计团队对在后施工项目所使用BIM模型进行更严格的质量控制，进而从施工方角度实现对BIM模型设计质量的有效监控。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (8)

1.基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，包括：

监听施工过程中的BIM模型变更消息；

在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；

在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

2.根据权利要求1所述基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，在得到当前BIM模型的质量分数后，还包括：

在所述质量分数低于预设的质量阈值时，将当前BIM模型出现变更的时间节点反馈给BIM设计团队。

3.根据权利要求2所述基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，所述方法还包括：

构建模型检查表，包括在模型变更的各时间节点上出现变更的构件清单；

将所述模型检查表随时间节点一起反馈给BIM设计团队。

4.根据权利要求1所述基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，所述模型质量计算公式的构建，进一步包括：

确定BIM模型的变更参数及各变更参数在不同取值范围的权重值；

根据各变更参数的取值及取值对应的权重值，计算得到各变更参数对施工排程计划的影响因子；

根据所述影响因子构建模型质量计算公式。

5.根据权利要求4所述基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，所述模型质量计算公式如下所示，

，

其中，f表示质量分数，T表示变更时间影响因子，N表示变更次数影响因子，A表示变更范围影响因子，P表示变更工程量影响因子，F表示施工复杂性影响因子。

6.根据权利要求5所述基于BIM模型变更分析模型质量的方法，其特征在于，所述质量分数f的范围为[0,1]。

7.基于BIM模型变更分析模型质量的系统，其特征在于，包括：

变更消息获取模块，用于监听施工过程中的BIM模型变更消息；

变更参数获取模块，用于在监听到BIM模型变更消息时，获取并记录BIM模型的变更参数，包括变更时间、变更次数、变更范围、变更工程量及施工复杂性；

质量分数计算模块，用于在施工结束时，统计记录的所有变更参数，结合预先设置的模型质量计算公式，计算得到当前BIM模型的质量分数。

8.根据权利要求7所述基于BIM模型变更分析模型质量的系统，其特征在于，所述系统还包括存储模块，用于存储预先设置的模型质量计算公式。